Kærlighedshormon er afsløret for at have hjertehelende egenskaber

Neurohormonet oxytocin er kendt for at fremme sociale bånd og skabe behagelige følelser, for eksempel fra kunst, motion eller sex. Men hormonet har mange andre funktioner, såsom regulering af amning og livmodersammentrækninger hos kvinder og regulering af ejakulation, sædtransport og testosteronproduktion hos mænd.

Nu viser forskere fra Michigan State University, at oxytocin i zebrafisk og humane cellekulturer har endnu en uanet funktion:Det stimulerer stamceller fra hjertets ydre lag (epicardium) til at vandre ind i dets mellemlag (myokardium) og der udvikle sig til cardiomyocytter , muskelceller, der genererer hjertesammentrækninger. Denne opdagelse kunne en dag bruges til at fremme regenereringen af ​​det menneskelige hjerte efter et hjerteanfald. Resultaterne er offentliggjort i Grænser i celle- og udviklingsbiologi .

"Her viser vi, at oxytocin, et neuropeptid også kendt som kærlighedshormonet, er i stand til at aktivere hjertereparationsmekanismer i sårede hjerter i zebrafisk og menneskelige cellekulturer, hvilket åbner døren til potentielle nye terapier til hjerteregenerering hos mennesker," sagde Dr. Aitor Aguirre, en assisterende professor ved Institut for Biomedicinsk Teknik ved Michigan State University, og undersøgelsens seniorforfatter.

Stam-lignende celler kan genopbygge kardiomyocytter

Kardiomyocytter dør typisk i stort antal efter et hjerteanfald. Fordi de er højt specialiserede celler, kan de ikke genopbygge sig selv. Men tidligere undersøgelser har vist, at en undergruppe af celler i epicardiet kan gennemgå omprogrammering til at blive stamlignende celler, kaldet Epicardium-derived Progenitor Cells (EpiPCs), som ikke kun kan regenerere kardiomyocytter, men også andre typer hjerteceller.

"Tænk på EpiPC'erne som stenhuggere, der reparerede katedraler i Europa i middelalderen," forklarede Aguirre.

Desværre for os er produktionen af ​​EpiPC'er ineffektiv for hjerteregenerering hos mennesker under naturlige forhold.

Zebrafisk kunne lære os, hvordan vi kan regenerere hjerter mere effektivt

Gå ind i zebrafisken:berømt for deres ekstraordinære evne til at regenerere organer, herunder hjernen, nethinden, indre organer, knogler og hud. De lider ikke af hjerteanfald, men dens mange rovdyr tager gerne en bid af ethvert organ, inklusive hjertet - så zebrafisk kan vokse deres hjerte igen, når så meget som en fjerdedel af det er gået tabt. Dette gøres dels ved proliferation af kardiomyocytter, men også af EpiPC'er. Men hvordan reparerer zebrafiskens EpiPC'er hjertet så effektivt? Og kan vi finde en "magisk kugle" i zebrafisk, der kunstigt kan øge produktionen af ​​EpiPC'er hos mennesker?

Ja, og denne "magiske kugle" ser ud til at være oxytocin, hævder forfatterne.

For at nå frem til denne konklusion fandt forfatterne ud af, at i zebrafisk, inden for tre dage efter kryoskade - skade på grund af frysning - på hjertet, øges ekspressionen af ​​messenger RNA for oxytocin op til 20 gange i hjernen. De viste yderligere, at dette oxytocin derefter rejser til zebrafiskepikardiet og binder sig til oxytocinreceptoren, hvilket udløser en molekylær kaskade, der stimulerer lokale celler til at udvide sig og udvikle sig til EpiPC'er. Disse nye EpiPC'er migrerer derefter til zebrafiskens myokardium for at udvikle sig til kardiomyocytter, blodkar og andre vigtige hjerteceller for at erstatte dem, der var gået tabt.

Tilsvarende effekt på humane vævskulturer

Det er afgørende, at forfatterne viste, at oxytocin har en lignende effekt på humant væv in vitro. Oxytocin - men ingen af ​​14 andre neurohormoner testet her - stimulerer kulturer af humane inducerede pluripotente stamceller (hIPSC'er) til at blive EpiPC'er, med op til det dobbelte af basalhastigheden:en meget stærkere effekt end andre molekyler, der tidligere har vist sig at stimulere EpiPC-produktion i mus. Omvendt forhindrede genetisk nedbrydning af oxytocinreceptoren den regenerative aktivering af humane EpiPC'er i kultur. Forfatterne viste også, at forbindelsen mellem oxytocin og stimulering af EpiPC'er er den vigtige "TGF-β-signalvej", der er kendt for at regulere vækst, differentiering og migration af celler.

Aguirre sagde:"Disse resultater viser, at det er sandsynligt, at stimuleringen af ​​oxytocin af EpiPC-produktion er evolutionært bevaret hos mennesker i et betydeligt omfang. Oxytocin bruges i vid udstrækning i klinikken af ​​andre årsager, så genbrug til patienter efter hjerteskade er ikke en lang strækning af fantasien. Selv hvis hjerteregenerering kun er delvist, kan fordelene for patienterne være enorme."

"Dernæst er vi nødt til at se på oxytocin hos mennesker efter hjerteskade. Oxytocin i sig selv er kortvarigt i kredsløbet, så dets virkninger på mennesker kan blive hindret af det. Lægemidler, der specifikt er designet med en længere halveringstid eller mere styrke, kan være nyttig i denne indstilling. Samlet set er prækliniske forsøg med dyr og kliniske forsøg på mennesker nødvendige for at komme videre," konkluderede Aguirre. + Udforsk yderligere

Særlige celler bidrager til at regenerere hjertet hos zebrafisk